地球上究竟有多少只蚂蚁

2023-04-11 02:27
学苑创造·B版 2023年3期
关键词:陷阱生物量蚂蚁

蚂蚁是一种常见的昆虫,那地球上到底有多少只蚂蚁呢?中国香港大学的研究团队在其发表在《美国科学院院刊》上的一篇论文中给出了估算结果——至少有2亿亿只。

根据这一计算结果可知,蚂蚁的总生物量(以干重,也就是含碳质量计算)约为1200万吨,超过了全部野生鸟类和哺乳动物的生物量总和,相当于全人类生物量的20%,大约等于两座埃及胡夫金字塔的重量。

怎么“数”蚂蚁

许多人小时候都有过数蚂蚁的经历。夏天的午后,微风轻拂发梢,搬一张小板凳躲在树荫下看蚂蚁搬石头,或许只要一个下午,你就能把花坛里跑来跑去的蚂蚁数个大概。

可是要想数清楚整个地球上的蚂蚁的数量,恐怕就有点困难了。在地球上,除了极地、海拔4000米以上的高原,几乎到处都有蚂蚁的身影。如果研究人员纯粹依赖目测开展采样调查,不仅难度大、耗时长,也容易产生变数,影响数据的准确性。所以研究人员采用了几种方法互相配合,来计算地球上的蚂蚁的数量。

首先,研究人员采用了温克勒凋落物提取法进行计算,量化每平方米地表上的蚂蚁数量。简单来说,就是把特定区域里的落叶和表层土壤全部收集起来,通过充分晾干,把里面的蚂蚁筛选出来,然后统一收集并统计出数量。这个方法能够计算出一定面積内的地表的蚂蚁数量,但也存在局限性。由于研究人员往往在白天的某些时段内采集落叶和土壤,因此忽略了在其他时段出来觅食的蚂蚁。在缺少落叶的地方,如开阔的草地等,这种方法也不适用。

为了弥补温克勒凋落物提取法的局限,研究人员还选用了另一种标准化方法——陷阱采样法,对计算结果进行补充。研究人员提前在地上设置好陷阱,再收集掉入陷阱的蚂蚁,统计出数量。这个统计结果虽然不能体现特定面积内蚂蚁的准确数量,但是能够帮助研究人员判断不同地区蚂蚁活动程度的强弱。这样,研究人员就得到了标准化的蚂蚁数量的信息,也就是每个研究地点平均每平方米有多少只蚂蚁,以及平均一个陷阱在24小时内能够收集多少只蚂蚁。通过计算,研究人员得到初步结论——热带森林、稀树草原地区,以及干旱开放的针叶林、季节性森林和荒漠等地区的蚂蚁密度比其他地区的蚂蚁密度更高。

不过,温克勒凋落物提取法和陷阱采样法都只适用于统计在地面活动的蚂蚁数量,还有大量的蚂蚁生活在树上和地下。

因此研究人员还采用了雾化杀虫剂法,通过杀虫剂统一杀死特定面积内几乎所有植被上的昆虫,然后计算出这些植被上的蚂蚁数量。这种方法的操作过程较为繁琐,成本也比较高,因此研究人员采集到的数据相对较少,只估算了有冠层的植被上的蚂蚁数量,且估算结果只作为计算树栖蚂蚁数量的参考。

最后,研究人员将计算出的地栖蚂蚁数量和树栖蚂蚁数量相加,得到了2亿亿只这个数据。虽然这个数字看起来很大,但蚂蚁的实际数量很可能远远不止于此。除了地表和植被,还有大量的蚂蚁生活在地下,如何统计这部分蚂蚁的数量依然是个难题。另外研究人员在中非、东南亚等地区开展的调查研究较少,这有可能会错过一些蚂蚁分布密集的地区。

“数”蚂蚁有什么意义

国际蚂蚁研究翘楚、“社会生物学之父”爱德华·威尔逊一生痴迷蚂蚁,他曾得出“全世界的蚂蚁加起来和人类一样重”的结论。然而他的结论来源于英格兰东南部地区的调查结果,而英格兰东南部地区的蚂蚁数量无法代表全球其他地区的蚂蚁数量,所以只能算是一种存疑的假设。香港大学的研究人员在阅读文献的过程中注意到,这些书本上常见的数据和结论可能并不准确,有些数据只是一些科学家基于非常有限的数据进行的大胆推测。因此,他们决定“数”蚂蚁。

从热带雨林到家里厨房的角落,蚂蚁几乎无处不在。作为最著名的社会性昆虫之一,蚂蚁高度多样化。全世界已知蚂蚁种类超过了15700种,与所有哺乳动物和鸟类物种的数量加起来一样多,而且这个数字依然在增加。蚂蚁在全球大多数生态系统中都扮演了至关重要的角色,它们能翻动土壤、帮助植物散播种子、促进凋落物降解和能量循环,也能与植物和其他昆虫建立稳定的共生关系,还能作为捕食者和食物维持生态系统的稳定。

研究人员认为,估算蚂蚁的数量可以帮助科学家掌握不同地区蚂蚁种群的数量和生物量分布,有助于及时掌握因气候变化等因素引发的蚂蚁栖息地、蚂蚁数量等变化情况,更好地保护全球生态系统。

地球上的蚂蚁远不止2亿亿只,不过这项研究的意义或许并非数字本身,而是它展现出现代关于生物多样性的研究中依然存在着大量的空白,以及研究背后蕴含的大胆质疑、主动探索的科学精神。

(注:本文根据环球科学、Runxilization等微信公众号登载的相关内容整编。)

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